※<习题一>
1-1 工程材料是如何分类的？它们之间性能的主要差异表现在哪里？工程材料与功能材料的
大致概念是什么？
1-2 材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？ 1-3 说明以下符号的意义和单位。
（1）σe； (2) σs(σ0.2)； (3) σb； (4) δ； (5) ψ； (6) σ-1； (7) ɑk ； (8)KI； (9)
KIc；
1-4 现有标准圆柱形的长、短式样各一根，原始直径d0=10mm,经拉伸实验测得其伸长率δ5、
δ10均为25%，求两试样拉断时标距长度。
1-5 δ与ψ两个性能指标，那个表征材料的塑性更准确？塑性指标在工程上有哪些实际意
义？
1-6 ɑk指标有什么实用意义？
1-7 比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。 1-8 在零件设计中必须考虑的力学性能指标有哪些？为什么？
5
※<习题二>
2-1 分别说明以下概念：
（1）晶格；（2）晶胞；（3）晶格常数；（4）致密度；（5）配位数；（6）晶面；（7）晶向；（8）单晶体； （9）多晶体；（10）晶粒；（11）晶界；（12）各向异性；（13）同素异构。 2-2 金属常见的晶格类型有哪几种? 如何计算每种晶胞中的原子数？
2-3 已知α-Fe的晶格常数为0.289nm。试求出晶体中（110），（111）的晶面间距。 2-4 在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同，该晶面与晶向间存在着什么关
系？
2-5 写出体心立方晶格中的｛110｝晶面族所包含的晶面，并绘图表示。 2-6 金属实际晶体结构中存在哪些缺陷？每种缺陷的具体形式何？ 2-7 已知银的原子半径为0.144nm，求其晶格常数。
2-8 单晶体与多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，而多晶体材料通常不表现出各
向异性？
2-9 画出体心立方、面心立方晶格中原子最密的晶面和晶向，并写出其相应的指数。 2-10 画出一个bcc、fcc、hcp晶胞，计算bcc、fcc的致密度。 2-11 将下列各组晶向、晶面分别画在一个立方晶胞内：
①（1 2 3）、（4 2 1）， ②（2 1 0）、[2 1 0]， ③（1 1 1）、[1 1 2]， ④（1 1 0）、[1 1 1]
2-12 写出 {2 2 3} 晶面族中包括的全部晶面。
5
※<习题三>
3-1 何谓凝固？何谓结晶？
3-2 什么是过冷度？液态金属结晶时为什么必须过冷？ 3-3 何谓自发形核与非自发形核？它们在结晶条件上有何差别？ 3-4 过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响？ 3-5 在实际生产中，常采用哪些措施控制晶粒大小？
3-6 什么是合金？什么是相？固态合金中的相是如何分类的?相与显微组织有何区别和联
系？
3-7 说明固溶体与金属化合物的晶体结构特点并指出二者在性能上的差异。 3-8 何谓间隙固溶体？何谓间隙化合物？试比较二者在形成条件上的的异同点。
3-9 何谓组元、成分、合金系、相图？二元合金相图表达了合金的哪些关系？有哪些实际意
义？
3-10 何谓合金的组织组成物？指出wSn=30%的Pb-Sn合金在183℃下全部结晶完毕后的组
织组成物和相组成物，并利用杠杆定律计算它们的质量分数。
3-11 什么是共晶反应？什么是共析反应？它们各有何特点？试写出相应的反应通式。 3-12 已知在500℃时，A-B二元系共晶反应式为 L (wB=75%) α (wB=15%) + β (wB=95%) ，
A组元的熔点为700℃，B组元的熔点为600℃，并假定α及β固溶体的溶解度不随温度而改变。试画出A-B二元合金相图。
3-13 为什么铸件常选用靠近共晶成份的合金生产，压力加工件则选用单相固溶体成份的合
金生产？
5
※<习题四>
4-1 默绘Fe-Fe3C相图，并填出各区组织，标明重要的点、线、成份及温度。图中组元碳的
质量分数为什么只研究到6.69%？ 4-2 解释以下名词：
（1）铁素体；（2）奥氏体；（3）渗碳体；（4）珠光体；（5）莱氏体。 4-3 指出铁素体、奥氏体、渗碳体、石墨的晶体结构及力学性能的特点。 4-4 说明纯铁的同素异构转变及其意义。
4-5 简述Fe-Fe3C相图中共晶转变与共析转变，写出转变式，标出反应温度及反应前后各
相的含碳量。
4-6 比较Fe3CI、Fe3CII、Fe3CIII、Fe3C共晶、Fe3C共析 的异同点。
4-7 钢与白口铸铁在成分上的界限是多少？碳钢按室温下的组织如何分类？写出各类碳钢
的室温平衡组织。
4-8 说明含碳量对钢及白口铸铁力学性能的影响。
4-9 根据石墨形态，铸铁一般分为哪几类？各类大致用途如何？ 4-10 分析石墨形态对力学性能的影响。 4-11 识别下列牌号的铁碳合金：
Q235，08F, 45, T10A, HT150, QT400-18, KTH350-10 。 4-12 用杠杆定律分别计算珠光体、莱氏体在其共析温度、共晶温度转变完毕时，相组成物
的质量分数。
4-13 现有两种铁碳合金，其中一种合金在室温下的显微组织中珠光体的质量分数为75%，
铁素体的质量分数为25%，另一种合金在室温下的显微组织中珠光体的质量分数为92%，二次渗碳体的质量分数为8%，用杠杆定律求出这两种合金中的含碳量，并指明它们按组织分类的名称。
4-14 画出WB=1.2%的铁碳合金从液态缓冷到室温时的冷却曲线及组织转变示意图，并用杠
杆定律计算室温下的组织组成物及相组成物的质量分数。
5
※<习题五>
5-1 金属塑性变形的主要方式是什么？解释其含义。 5-2 何谓滑移面和滑移方向？它们在晶体中有什么特点？
5-3 什么是滑移系？滑移系对金属的塑性有何影响？体心立方、面心立方、密排六方金属中，
哪种金属塑性变形能力强？为什么体心立方和面心立方金属的滑移系数目相同，但面心立方金属的塑性变形能力更好？
5-4 用位错理论说明实际金属滑移所需的临界切应力值比计算值低很多的现象。 5-5 为什么室温下钢的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性也越好？ 5-6 塑性变形使金属的组织与性能发生哪些变化？ 5-7 什么是加工硬化现象？指出产生的原因与消除的措施。
5-8 说明冷加工后的金属在回复与再结晶两个阶段中组织与性能变化的特点。 5-9 如何区分冷加工与热加工？它们在加工过程中形成的纤维组织有何不同？ 5-10 用下列三种方法制造齿轮，哪种方法比较合理？用图示分析其理由。 （1）用热轧厚钢板切出圆饼直接加工成齿轮； （2）用热轧粗圆钢锯下圆饼直接加工成齿轮； （3）有一段圆钢镦粗锻成圆饼再加工成齿轮。
5-11 提高材料的塑性变形抗力有哪几种方法？其基本原理是什么？
5
※<习题六>
6-1何谓热处理？其主要环节是什么？
6-2 试述A1、A3、Acm、及Ac1、Ac3、Accm和Ar1、Ar3、Arcm的意义。 6-3 何谓奥氏体的初始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度？
6-4指出共析钢的过冷奥氏体在各温度区间转变产物的组织形态与性能特点。
6-5利用TTT图，图示解答T8钢如何获得以下组织？并指出这些组织对应于哪种热处理工
艺方法。
(1) 珠光体；（2）索氏体；（3）托氏体+马氏体+残余奥氏体；（4）下贝氏体； （5）下贝氏体+马氏体+残余奥氏体；（6）马氏体+残余奥氏体。 6-6 何谓淬火临界冷却温度、淬透性和淬硬性？它们主要受哪些因素影响？
6-7 为什么亚共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac3 +（30～50）℃，而共析和过共析碳钢的
正常淬火加热温度为Ac1 +（30～50）℃？
6-8 对过共析碳钢零件，何种情况下采用正火？何时采用球化退火？
6-9 指出下列钢件坯料按含碳量分类的名称、正火的主要目的、工序地位及正火后的组织： （1）20钢齿轮；（2）T12钢锉刀；（3）性能要求不高的45钢小轴； （4）以上的（1）、（2）、（3）可否改用等温退火？为什么？ 6-10 简述回火的分类、目的、组织性能及其应用范围。 6-11比较表面淬火与常用化学热处理方法渗碳、氮化的异同点。
6-12 钢渗碳后还要进行何种热处理？处理前后表层与心部组织各有何不同？
5
※<习题七>
7-1 何谓合金钢？它与碳钢相比有哪些优缺点？ 7-2 简述合金元素对合金钢的主要影响和作用规律。 7-3 何谓钢的回火稳定性、热硬性和二次硬化？ 7-4 分析合金元素对过冷奥氏体转变的影响。
7-5 合金钢按用途分为几类？编号规则与碳钢有何不同？
7-6 按合金钢的编号规则指出下列钢中各元素平均含量及类别名称。
W18Cr4V, 3Cr2W8V, 5CrMnMo, 18Cr2Ni4W, 25Cr2Ni4W, GCr15, 42CrMo, 60Si2CrVA, 20MnTiB。
7-7 合金结构钢按用途分为几类？在使用性能上各有何特点？
7-8 用表格形式简明指出下列牌号属于哪一类钢（如低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质
钢……），其合金元素的大致含量，并写出其预备热处理、最终热处理工艺方法及相应组织（不必表明加热温度和冷却介质）。
Q345、20CrMnTi、37CrNi3、60Si2Mn、9SiCr、CrWMn、GCr15、W6Mo5Cr4V2、3Cr13、
1Cr18Ni9Ti、42CrMo、40Cr。
7-9 W18Cr4V钢所制的刃具（如铣刀）的生产工艺路线为：下料→锻造→等温退火→机械
加工→最终热处理→喷砂→磨削加工→产品检验。 （1）指出合金元素W、Cr、V在钢中的主要作用。 （2）为什么对钢W18Cr4V下料后必须锻造？ （3）锻后为什么要等温退火？